DE19713383A1 - Verfahren zur Herstellung tertiärer Amine aus Nitrilen und sekundären Aminen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung tertiärer Amine aus Nitrilen und sekundären Aminen

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DE19713383A1
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Horst Dr Neuhauser
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tertiären Aminen aus Nitrilen und sekundären Aminen an einem Palladium-Katalysator.
Verfahren zur Herstellung von tertiären Aminen aus Nitrilen und sekundären Aminen an bestimmten Palladium-Katalysatoren sind bekannt.
In der DE-A-4 239 782 ist ein Verfahren zur Herstellung von Diaminen durch Umsetzung von Dinitrilen mit sekundären Aminen beschrieben. Dabei wird Adipodinitril mit Dimethylamin und Wasserstoff in Gegenwart eines Palladium-Katalysators zu Tetramethylhexamethylendiamin umgesetzt. Ver­ wendete Katalysatoren sind 4% Pd auf Al2O3, 0,5% Pd auf Al2O3 mit 20% CaO, 1% Pd auf Al2O3 mit 20% MgO und 0,5% Pd, 5% Pr auf Al2O3.
In der DE-A-4 407 466 ist ein Verfahren zur Herstellung von peralkylierten Aminen beschrieben. Nitrile werden mit sekundären Aminen und Wasserstoff in Gegenwart von Palladium-Katalysatoren zu den peralkylierten Aminen um­ gesetzt. Dabei werden 3-Dimethylaminopropionitril und Dimethylamin zu Tetramethylpropylendiamin, 3-Hydroxypropionitril und Dimethylamin zu 3- Dimethylaminopropanol und Piperazin mit Acetonitril zu N-Ethylpiperazin umgesetzt. Als Katalysatoren werden 0,5 Gew.-% Pd auf Al2O3 mit 20 Gew.-% CaO, 0,5 Gew.-% Pd auf 5 Gew.-% Pr auf Al2O3 oder 0,5 Gew.-% Pd auf Al2O3 verwendet.
Bei den bekannten Katalysatoren sind für manche Anwendungen die Selekti­ vität, der Umsatz bzw. die Standzeit verbesserungswürdig.
In Cerveny, Studies in surface science and catalysis, Bd. 27 (1986), Seiten 105 bis 144 ist beschrieben, daß bei der Herstellung tertiärer Amine aus Nitrilen in Gegenwart eines Platinkatalysators der Umsatz in der Regel auf­ grund der starken Adsoption der tertiären Amine an der Katalysatorober­ fläche unvollständig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von tertiären Aminen durch Umsetzung von Nitrilen mit se­ kundären Aminen und Wasserstoff in Gegenwart eines Pd enthaltenen Kataly­ sators, wobei gegenüber bekannten Verfahren die Standzeit des Katalysators verbessert ist.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Aminen der allgemeinen Formel (I)
X(-CH2-NR1R2)n (I)
in der
R1, R2 unabhängig C1-200-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcycloakyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxyalkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Aralkyl, C2-8-Hydroxyalkyl, C2-8-Mercaptoalkyl, C8-20- Aryloxyalkyl oder gemeinsam eine gegebenenfalls ein- bis drei­ fach durch C1-4-Alkyl substituierte gesättigte oder ungesättigte gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochene C2-6-Alkylenkette bedeuten
X ein gegebenenfalls durch C1-20-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcycloalkyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxyalkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Alalkyl, C1-20-Alkoxy, Hydroxy, C1-20-Hydroxyalkyl, Amino, C1-20-Alkylamino, C2-20-Dialkyla­ mino, C2-12-Alkenylamino, C3-8-Cycloalkylamino, Arylamino, Diarylamino, Aryl-C1-8-alkylamino, Halogen, Mercapto, C2-20- Alkenyloxy, C3-8-Cycloalkoxy, Aryloxy, C2-8-Alkoxycarbonyl substituiertes C1-20-Alkyl, C2-20-Alkenyl oder C3-8-Cycloalkyl mit n freien Valenzen ist und
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist,
durch Umsetzung von Nitrilen der allgemeinen Formel (II)
(R1R2N-CH2-)n-mX(-CN)m (II)
in der R1, R2 und X die oben angegebenen Bedeutungen haben und m eine ganze Zahl von 1 bis n ist,
mit sekundären Aminen der allgemeinen Formel (III)
HNR1R2 (III)
in der R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben,
und Wasserstoff bei Temperaturen von 50 bis 250°C und Drücken von 5 bis 350 bar in Gegenwart eines Pd enthaltenden Katalysators, wobei der Katalysator, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators 0,1 bis 10 Gew.-% Pd und 0,01 bis 10 Gew.-% mindestens eines weiteren Metalls, ausgewählt aus den Gruppen IB und VIII des Periodensystems, auf einem Träger enthält.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die Verwendung eines wie vorstehend definierten Katalysators zur Umsetzung von sekundären Aminen mit Nitrilen und Wasserstoff zu tertiären Aminen zu einer längeren Standzeit bzw. Langzeitstabilität des Katalysators führt.
Entgegen dem eingangs zitierten Artikel von Cerveny, in dem die Nachteile der Verwendung von Platinkatalysatoren zur Umsetzung von Nitrilen zu tertiären Aminen aufgeführt sind, wurde gefunden, daß durch die Kom­ bination von Palladium und einem weiteren Metall, ausgewählt aus den Gruppen IB, VIII des Periodensystems der Elemente, insbesondere von Platin verbesserte Katalysatoren für das obige Verfahren erhalten werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatoren enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.-% Palladium.
Zudem enthalten sie, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,2 Gew.-% eines weiteren Metalls, ausgewählt aus den Gruppen IB und VIII des Periodensystems der Elemente. Es kann ein weiteres Metall oder ein Gemisch mehrerer weiterer Metalle eingesetzt werden. Bevorzugt werden Kupfer, Platin und Gemische daraus, besonders bevorzugt Platin verwendet. Besonders bevorzugt ist ein Katalysa­ tor, der 0,3 bis 5 Gew.-% Palladium und 0,01 bis 5 Gew.-% Platin, insbe­ sondere 0,5 bis 1 Gew.-% Palladium und 0,05 bis 0,2 Gew.-% Platin, be­ zogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, enthält.
Besonders bevorzugt ist ein Katalysator, der etwa 0,9 Gew.-% Pd und etwa 0,1 Gew.-% Pt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, auf ZrO2 als Träger enthält.
Als Träger können alle bekannten geeigneten Träger verwendet werden. Bei­ spielsweise ist der Träger ausgewählt aus Aktivkohle, Siliciumcarbid und Metalloxiden. Dabei werden als Metalloxide vorzugsweise Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid oder deren Gemische verwendet, die gegebenenfalls mit Alkali- und/oder Erdalkali­ metalloxiden dotiert sind. Besonders bevorzugt werden γ-Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Zirkoniumdioxid oder Titanoxid oder Gemische davon ein­ gesetzt. Die Träger können in beliebiger Form eingesetzt werden, beispiels­ weise als Extrudate (in Form von Strängen), Pellets oder Tabletten. Die Katalysatoren können nach allgemein bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Tränken des Trägers mit Lösungen von Verbindungen der eingesetzten Metalle. Palladium kann beispielsweise durch Tränken des Trägers mit Lösungen von PdCl2 oder Pd(NO3)2 aufgetragen werden.
Die Träger können beispielsweise mit Metall-Vorläufern beschichtet werden. Als Metallvorläufer eignen sich Metallsalze, wie Nitrate, Nitrosylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlorokomplexe, Nit­ ritokomplexe und Aminkomplexe. Bevorzugt sind Nitrate, Chloride, Chloro­ komplexe und Aminkomplexe. Das Aufbringen erfolgt vorzugsweise durch Tränken. Die Metallvorläufer der Metalle können gleichzeitig oder nachein­ ander aufgetränkt werden. Die Reihenfolge, in der die Aktivkomponenten aufgetränkt werden, ist beliebig wählbar.
Weitere Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Kataly­ satoren sind dem Fachmann bekannt und schließen das Bedampfen, Besput­ tern und gemeinsame Fällen ein.
Die Oberfläche, das Porenvolumen und die Porengrößenverteilung des Katalysators sind in weiten Bereichen unkritisch.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen von 50 bis 200°C, vorzugsweise 90 bis 170°C, besonders bevorzugt 120 bis 160°C und Drüc­ ken von 5 bis 300 bar, vorzugsweise 50 bis 250 bar, besonders bevorzugt 70 bis 210 bar diskontinuierlich oder bevorzugt kontinuierlich in Druck­ apparaturen wie Autoklaven oder bevorzugt in einem Rohrreaktor durchge­ führt. Der Druck ist dabei vorzugsweise der Wasserstoffdruck im Reaktor. Bei der Verwendung eines Rohrreaktors kann der verwendete Katalysator auch als Festbettkatalysator vorliegen.
Der Reaktor wird mit dem Nitril der allgemeinen Formel (II) und dem se­ kundären Amin der allgemeinen Formel (III) vorzugsweise in einem Molver­ hältnis, bezogen auf eine Nitrilgruppe, von 1 : 1 bis 30 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 15 : 1, besonders bevorzugt 1,1 : 1 bis 5 : 1 beschickt. Es können jedoch auch größere Aminüberschüsse oder aber auch Aminunterschüsse eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich lösungsmittelfrei oder in Lösungs­ mitteln, wie Wasser, Methanol, Ethanol, Tetrahydrofuran, Methyl-tert.-butyl­ ether oder N-Methylpyrrolidon durchführen. Im Lösungsmittel kann dabei das Nitril der allgemeinen Formel (II) und/oder das sekundäre Amin der all­ gemeinen Formel (III) und/oder bei der Umsetzung entstehender Ammoniak gelöst sein. Vorzugs­ weise wird lösungsmittelfrei gearbeitet.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Amine der allgemeinen For­ mel (I) lassen sich in an sich bekannter Weise, beispielsweise destillativ vom Reaktionsgemisch abtrennen und reinigen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Nitrile der allgemeinen Formel (II) umgesetzt.
(R1R2N-CH2-)n-mX(-CN)m (II)
X ist dabei ein gegebenenfalls durch C1-20-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcycloalkyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxyalkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Aralkyl, C1-20-Alkoxy, Hydroxy, C1-20-Hy­ droxyalkyl, Amino, C1-20-Alkylamino, C2-20-Dialkylamino, C2-12- Alkenylamino, C3-8-Cycloalkylamino, Arylamino, Diarylamino, Aryl- C1-8-alkylamino, Halogen, Mercapto, C2-20-Alkenyloxy, C3-5-Cyclo­ alkoxy, Aryloxy, C2-8-Alkoxycarbonyl substituiertes C1-20-Alkyl, C2-20-Alkenyl oder C3-8-Cycloalkyl mit n freien Valenzen und
n ist eine ganze von 1 bis 4.
X ist dabei vorzugsweise C1-12-, besonders bevorzugt C1-8-, insbesondere C1-6-, speziell C1-4-Alkyl, das verzweigt oder unverzweigt sein kann und vorzugsweise unverzweigt ist. Beispiele sind unverzweigte Reste aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 Methylen­ einheiten, C(C)-C-C, C-C(C)-C, C-C(C)2-C als Struktureinheiten. Bevorzugt sind als Struktureinheiten C, C-C, C-C-C, C-C-C-C, C-C-C-C-C-C, C-C(C)- C-C, C-C(C)-C-C, C-C-C(CN)-C-C-C, besonders bevorzugt C, C-C, C-C-C, C-C-C-C.
X kann wie vorstehend angegeben substituiert sein. Dabei kann die Anzahl der Substituenten bis zur Anzahl der substituierbaren Wasserstoffatome in X betragen. Abhängig von der Art des Restes können 1 bis 5, vorzugsweise 1 bis 3, insbesondere 0, 1 oder 2 Substituenten vorliegen. Als Substituenten kommen in Betracht:
  • - C1-20-Alkoxy, bevorzugt C1-8-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, sec.-Pentoxy, neo-Pentoxy, 1,2-Dimethylpropoxy, n-Hexoxy, iso-Hexoxy, sec.-Hexoxy, n-Heptoxy, iso-Heptoxy, n-Octoxy, iso-Octoxy, besonders bevorzugt C1-4-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso- Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy und tert.-Butoxy,
  • - Hydroxy,
  • - C1-20-Hydroxyalkyl, bevorzugt C1-8-Hydroxyalkyl, besonders bevorzugt C1-4-Hydroxyalkyl wie Hydroxymethyl, 1-Hydroxyethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxy-2-propyl und 3-Hydroxy-n-propyl,
  • - Amino,
  • - C1-20-Alkylamino, bevorzugt C1-8-Alkylamino besonders bevorzugt C1-4- Alkylamino wie Methylamino, oder entsprechende Aminoalkyl, 1-Amino­ ethyl, 2-Aminoethyl, 2-Amino-n-propyl und 3-Amino-n-propyl,
  • - C2-20-Dialkylamino, bevorzugt C2-12-Dialkylamino, besonders C2-8- Dialkylamino wie N,N-Dimethylamino, N,N-Diethylamino, N,N-Dipro­ pylamino, N,N-Di-(1-methylethyl)amino, N,N-Dibutylamino, N,N-Di-(1- methylpropyl)-amino, N,N-Di-(2-methylpropyl)amino, N,N-Di-(1,1-dime­ thylethyl)-amino, N-Ethyl-N-methylamino, N-Methyl-N-propylamino, N- Methyl-N-(1-methylethyl)-amino, N-Butyl-N-methylamino, N-Methyl-N-(1- methylpropyl)amino, N-Methyl-N-(2-methylpropyl)amino, N-(1,1-Dime­ thylethyl)-N-methylamino, N-Ethyl-N-propylamino, N-Ethyl-N-(1-methyl­ ethyl)-amino, N-Butyl-N-ethylamino, N-Ethyl-N-(1-methylpropyl)amino, N-Ethyl-N-(2-methylpropyl)amino, N-Ethyl-N-(1,1-dimethylethyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-propylamino, N-Butyl-N-propylamino, N-(1-Methyl­ propyl)-N-propylamino, N-(1-Methylpropyl)-N-propylamino, N-(2-Methyl­ propyl)-N-propylamino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-propylamino, N-Butyl-N- (1-methylethyl)amino, n-(1-Methylethyl)-N-(1-methylpropyl)amino, N-(1- Methylethyl)-N-(1-methpropyl)amino, N-(1-Methylethyl)-N-(2-methylpro­ pyl)amino, N-(1,1-Dimethylethyl)-N-(1-methylethyl)amino, N-Butyl-N-(1- methylpropyl)amino, N-Butyl-N-(2-methylpropyl)amino, N-Butyl-N-(1,1-di­ methylethyl)amino, N-(1-Methylpropyl)-N-(2-methylpropyl)amino, n-(1,1- Dimethylethyl)-N-(1-methylpropyl)amino und N-(1,1-Diemthylethyl)-N-(2- methylpropyl)amino,
  • - C3-12-Azacycloalkyl, bevorzugt C3-8-Azacycloalkylamino, besonders be­ vorzugt C5-8-Azacycloalkyl wie Pyrrolidin, Piperidin, Azepan, Piperazin, N-Alkylpiperazin und Morpholin,
  • - C3-8-Cycloalkylamino wie Cyclopropylamino, Cyclobutylamino, Cyclopen­ tylamino, Cyclohexylamino, Cycloheptylamino und Cyclooctylamino, be­ vorzugt Cyclopentylamino, Cyclohexylamino und Cyclooctylamino, be­ sonders bevorzugt Cyclopentylamino und Cyclohexylamino,
  • - C3-8-Dicycloalkylamino,
  • - Arylamino wie Phenylamino, 1-Naphthylamino und 2-Naphthylamino, be­ vorzugt Phenylamino,
  • - Aryl-C1-8-alkylamino, bevorzugt Phenyl-C1-8-alkylamino, besonders be­ vorzugt Phenyl-C1-4-alkylamino wie Phenylmethylamino und Phenylethyl­ amino,
  • - Halogen, bevorzugt Fluor, Chlor und Brom, besonders bevorzugt Fluor und Chlor,
  • - Mercapto,
  • - C2-20-Oxacycloalkyl, bevorzugt C2-8-Oxacycloalkyl, besonders bevorzugt C2-8-Oxacycloalkyl, wie 2-Tetrahydrofuranyl, 3-Tetrahydrofuranyl, 2- Furanyl und 3-Furanyl,
  • - C3-8-Cycloalkoxy wie Cyclopropoxy, Cyclobutoxy, Cyclopentoxy, Cyc­ lohexoxy, Cycloheptoxy und Cyclooctoxy, bevorzugt Cyclopentoxy, Cyclohexoxy, besonders bevorzugt Cyclopentoxy und Cyclohexoxy,
  • - Aryloxy wie Phenoxy, 1-Naphthoxy und 2-Naphthoxy, bevorzugt Phe­ noxy.
Vorzugsweise liegen 0, 1 oder 2 Substituenten vor, die OH oder C2-12-, vorzugsweise C2-6-, insbesondere C2-4-Dialkylamino sind. Insbesondere sind die Substituenten Dimethylamino oder OH.
R1 und R2 bedeuten unabhängig C1-200-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcy­ cloakyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxyalkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Aralkyl, C2-5-Hydroxyalkyl, C2-8-Mercaptoalkyl, C8-20-Aryloxyalkyl oder gemeinsam eine gegebenenfalls ein- bis dreifach durch C1-4-Alkyl substitu­ ierte gesättigte oder ungesättigte gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbroche­ ne C2-6-Alkylenkette. Dabei sind folgende Reste bevorzugt:
  • - C1-200-Alkyl, vorzugsweise C1-20-Alkyl, bevorzugt C1-12-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.- Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, iso-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl und iso-Dodecyl, besonders bevorzugt C1-4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Pro­ pyl-, n-Butyl-, iso-Butyl, sec.-Butyl-, tert.-Butyl sowie bevorzugt C40-200-Alkyl wie Polybutyl, Polyisobutyl, Polypropyl, Polyisopropyl und Polyethyl, besonders bevorzugt Polybutyl und Polyisobutyl, Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl,
  • - C3-8-Cycloalkyl, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl, bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cyclooctyl, besonders bevorzugt Cyclopentyl und Cyclohexyl,
  • - C4-20-Alkylcycloalkyl, bevorzugt C4-12-Alkylcycloalkyl,
  • - C4-20-Cycloalkylalkyl, bevorzugt C4-12-Cycloalkylalkyl,
  • - C2-20-Alkoxyalkyl, bevorzugt C2-8-Alkoxyalkyl wie Methoxymethyl, 2- Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 3-Methoxypropyl und 3-Ethoxypropyl,
  • - Aryl wie Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, bevorzugt Phenyl,
  • - C7-20-Alkylaryl wie C7-20-Alkylphenyl, bevorzugt C7-12-Alkylphenyl,
  • - C7-20-Aralkyl, bevorzugt C7-12-Phenylalkyl wie Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenylpropyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenylbutyl, 1-Phenylbu­ tyl, 1-Phenylbutyl, 3-Phenylbutyl und 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl, 1-Phenethyl und 2-Phenethyl,
  • - C2-8-Hydroxyalkyl, bevorzugt C2-4-Hydroxyalkyl wie 1-Hydroxyethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxy-n-propyl und 3-Hydroxy-n-propyl,
  • - C2-8-Mercaptoalkyl, bevorzugt C2-4-Mercaptoalkyl wie 1-Mercaptoethyl, 2-Mercaptoethyl, 2-Mercapto-n-propyl und 3-Mercapto-n-propyl,
  • - C8-20-Phenoxyalkyl, bevorzugt C8-12-Phenoxyalkyl wie 2-Phenoxyethyl, 2-Phenoxypropyl, 3-Phenoxypropyl, 2-Phenoxybutyl, 3-Phenoxybutyl und 4-Phenoxybutyl, besonders bevorzugt 2-Phenoxyethyl,
  • - gemeinsam eine gegebenenfalls ein- bis dreifach durch C1-4-Alkyl substituierte gesättigte oder ungesättigte gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochene C2-6-Alkylenkette wie -CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH2-, und -CH2-CH(CH3)-CH(CH3)-CH2-.
Die am meisten bevorzugten Reste R1 und R2 sind C1-6-Alkylreste, insbe­ sondere Methyl- oder Ethylreste.
n ist eine ganze Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3, insbesondere 1 oder 2.
m ist eine ganze Zahl von 1 bis n, vorzugsweise gleich n.
Die Umsetzung erfolgt mit sekundären Aminen der allgemeinen Formel (III)
HNR1R2 (III)
in der R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Bevorzugte Nitrile der allgemeinen Formel (II) sind Acetonitril, Propionitril, Isopropionitril, Valeronitril, Pentensäurenitril, Retensäurenitril, 3-Hydroxy­ propionitril, 3-Methoxypropionitril, 3-Ethoxypropionitril, 3-Propoxypropionitril, 3-Isopropoxypropionitril, 3-Cyclohexoxypropionitril, 2-Methyl-3-hydroxypropio­ nitril, 3-Methoxy-2-methylpropionitril, 3-Ethoxy-2-methylpropionitril, 2-Methyl- 3-propoxypropionitril, 3-Isopropoxy-2-methylpropionitril, 3-Cyclohexoxy-2- methylpropionitril, 3-Methyl-3-Hydroxypropionitril, 3-Methoxy-3-methylpropio­ nitril, 3-Ethoxy-3-methylpropionitril, 3-Methyl-3-propoxypropionitril, 3-Iso­ propoxy-3-methylpropionitril, 3-Cyclohexoxy-3-methyl-propionitril, 3-Amino­ propionitril, 3-Methylaminopropionitril, 3-Dimethylaminopropionitril, 3-Ethyl­ aminopropionitril, 3-Diethylaminopropionitril, 3-Propylaminopropionitril, 3- Dipropylaminopropionitril, 3-Isopropylaminopropionitril, 3-Diisopropylamino­ propionitril, 3-Cyclohexylaminopropionitril, 3-Dicyclohexylaminopropionitril, N-(Cyanoethyl)-N-methylanilin. Besonders bevorzugt sind 3-Hydroxypropioni­ tril, 3-Methoxypropionitril, 3-Dimethylaminopropionitril, 3-Diethylaminopropio­ nitril, 3-Cyclohexylaminopropionitril und 3-Methylaminopropionitril, bevorzugt Biscyanethylether, Biscyanethylamin, N-Methyl-biscyanethylamin, N-Ethyl-bis­ cyanethylamin, N-n-Propyl-biscyanethylamin, N-n-Propyl-biscyanethylamin, Polyisobutylennitril, N-Polyisobutylenaminopropionitril, Triscyanethylamin, 5- Aminovaleriansäurenitril, 5-Methylaminovaleriansäurenitril, 5-Dimethylaminova­ leriansäurenitril, 6-Aminocapronsäurenitril, 6-Methylaminocapronsäurenitril, 6- Dimethylaminocapronsäurenitril, 5-Amino-4-methylvaleriansäurenitril, 5-Methyl­ amino-4-methylvaleriansäurenitril, 5-Dimethylamino-4-methylvaleriansäurenitril, 5-Ethylamino-4-methylvaleriansäurenitril, 5-Diethylamino-4-methylvaleriansäure­ nitril, 5-Amino-2-methylvaleriansäurenitril, 5-Methylamino-2-methylvaleriansäu­ renitril, 5-Dimethylamino-2-valeriansaurenitril, 5-Ethylamino-2-methylvalerian­ säurenitril, 5-Diethylamino-2-methylvaleriansäurenitril, 4-Cyanokorksäuredini­ tril.
Bevorzugt sind Korksäuredinitril, Adipodinitril, Methylglutarsäuredinitril, Methylenglutarsäuredinitril, Glutarsäuredinitril, Bernsteinsäuredinitril, Malon­ säuredinitril, 1,2,6-Tricyanohexan. Insbesondere bevorzugt sind Adipodinitril, 3-Dimethylaminopropionitril und 3-Hydroxypropionitril.
Bevorzugte sekundäre Amine der allgemeinen Formel (III) sind:
Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Di-n-butylamin, Diisobutylamin, Di-sec.-butylamin, Di-2-ethylhexylamin, Di-tridecylamin, Dicyclohexylamin, Ethylmethylamin, Methylcyclohexylamin, Ethylcyclohexyl­ amin, Piperazin, N-Methylpiperazin, N-Ethylpiperazin, Diphenylamin, N- Methylanilin, N-Ethylanilin, Dietanolamin, Di-2-methoxyethylamin, Di-2- ethoxyethylamin, Methylethanolamin, Ethylethanolamin, Isopropylethanolamin, Hydroxyethylanilin. Besonders bevorzugt sind Dimethylamin, Diethylamin und Piperazin.
Die tertiären Amine I, vorzugsweise Tetramethylhexamethylendiamin, Tetra­ methylpropylendiamin, 3-Dimethylaminopropanol sind Härter für Epoxyharze, Katalysatoren für Polyurethane, Zwischenprodukte zur Herstellung quartärer Ammoniumverbindungen, Weichmacher, Korrosionsinhibitoren, Textilhilfs­ mittel, Farbstoffe und Emulgatoren. Mehrfach funktionalisierte tertiäre Amine dienen außerdem zur Herstellung von Kunstharzen, Ionenaustauschern, Pharmazeutika, Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln.
Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel näher erläutert.
BEISPIEL
In einem Rohrreaktor (12 mm Ringspalt; 2.000 mm Länge), der mit 800 ml Katalysator (0,9% Pd, 0,1% Pt auf Zirkondioxid; 4 mm Stränge) gefüllt ist, werden stündlich von unten nach oben 160 ml/h Adipodinitril (ADN) (2,2 mol DMA/mol ADN) gepumpt. Gleichzeitig leitet man 300 Nl/h Wasser­ stoff bei 200 bar ein. Die Reaktionstemperatur beträgt 120°C. Nach Ent­ spannen auf Normaldruck wird das überschüssige Dimethylamin und das gebildete Ammoniak abdestilliert. Der verbleibende Hydrieraustrag von 225 g/h enthält nach gaschromatographischer Analyse 92% Tetramethylhexamethy­ lendiamin. Die destillativ bestimmte Ausbeute beträgt 90%. Der Adiponitril- Umsatz ist auch nach 800 h Laufzeit noch quantitativ.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Aminen der allgemeinen Formel (I)
X(-CH2-NR1R2)n (I)
in der
R1, R2 unabhängig C1-200-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcyc­ loakyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxyalkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Aralkyl, C2-8-Hydroxyalkyl, C2-8-Mer­ captoalkyl, C8-20-Aryloxyalkyl oder gemeinsam eine gege­ benenfalls ein- bis dreifach durch C1-4-Alkyl substituierte gesättigte oder ungesättigte gegebenenfalls durch Sauerstoff unterbrochene C2-6-Alkylenkette bedeuten
X ein gegebenenfalls durch C1-20-Alkyl, C3-8-Cycloalkyl, C4-20-Alkylcycloalkyl, C4-20-Cycloalkylalkyl, C2-20-Alkoxy­ alkyl, Aryl, C7-20-Alkylaryl, C7-20-Aralkyl, C1-20-Alkoxy, Hydroxy, C1-20-Hydroxyalkyl, Amino, C1-20-Alkylamino, C2-20-Dialkylamino, C2-12-Alkenylamino, C3-8-Cycloalkyl­ amino, Arylamino, Diarylamino, Aryl-C1-8-alkylamino, Halogen, Mercapto, C2-20-Alkenyloxy, C3-5-Cycloalkoxy, Aryloxy, C2-8-Alkoxycarbonyl substituiertes C1-20-Alkyl, C2-20-Alkenyl oder C3-8-Cycloalkyl mit n freien Valenzen ist und
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist,
durch Umsetzung von Nitrilen der allgemeinen Formel (II)
(R1R2N-CH2-)n-mX(-CN)m (II)
in der R1, R2 und X die oben angegebenen Bedeutungen haben und m eine ganze Zahl von 1 bis n ist,
mit sekundären Aminen der allgemeinen Formel (III)
HNR1R2 (III)
in der R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen haben,
und Wasserstoff bei Temperaturen von 50 bis 250°C und Drücken von 5 bis 350 bar in Gegenwart eines Pd enthaltenden Katalysators, wobei der Katalysator, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators 0,1 bis 10 Gew.-% Pd und 0,01 bis 10 Gew.-% mindestens eines weiteren Metalls, ausgewählt aus den Gruppen IB und VIII des Periodensystems, auf einem Träger enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Katalysator 0,3 bis 5 Gew.-% Pd und 0,01 bis 5 Gew.-% Pt enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Träger ausgewählt ist aus Aktivkohle, Siliciumcarbid und Metalloxiden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Träger ausgewählt ist aus ZrO2, Al2O2, SiO2, TiO2 oder Gemischen davon.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei n den Wert 1 oder 2 hat.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei m den gleichen Wert wie n hat.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei X lineares C1-6- Alkyl mit bis zu 2 Substituenten an X ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Substituenten C2-12-Dialkylamino oder OH sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei R1 und R2 un­ abhängig C1-6-Alkyl sind.
10. Verwendung eines Katalysators, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 4 definiert ist, zur Umsetzung von sekundären Aminen mit Nitrilen und Wasserstoff zu tertiären Aminen.
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